К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 203
Текст из файла (страница 203)
Рабочую среду при отжиге выбирают исходя иэ материала деталей, рабочей температуры деталей прибора, экономической целесообразности и правил техники безопасности. Опкиг в водороде широко используют при массовом производстве, он намного дешевле огжига в вакууме. При оккиге водород вытесняет и замещает газы, находящиеся в металле, затем при вакуумной откачке прибора он легко удаляется. Кроме того, водород являегся хорошим восстаноюпелем оксида металлов.
К водороду, используемому в качестве рабочей среды, долины предъявляться повышенные требования по содержанию кислорода и паров воды. Для стинга меди, никеля, кобальта, вольфрама и молибдена водород должен иметь точку росы -50 'С. Сплавы, содержащие хром, ванадий, марганец, плохо восстанавливаютоя даже при точке росы -бб 'С, а оксиды А12Оз, МВО, ВеО в водороде не восстанавливаются, поэтому их лучше восстанавливать в вакууме.
Детали из титана, цнрконил, молибденовой жести, обычной меди попющают водород и становятся хрупкими. Отжиг в вакууме производится в вакуумных печах при давлении 10 З - 10 З Па и обеспечивает удаление адсорбироваиных газов. При этом осушесшляевж возгонка оксидов, а также химически связанных юзов за счет термической диссоциацни. Чтобы исюпочить окисление поверхностей кислородом, вьщеляюшимся из глубинных слоев, повышение температуры при отаапе осуществлюот посюпенно.
Очистка ионной бомб а р д и р о в к о й . Очистка поверхностей деталей приборов ионной бомбардировкой осуШесгвляепж ионами инертных газов, ипорые при бомбардировке поверхносюй разрушают молекулы загрязнений и оксидов. При этом выбивавпся и мштекулы основного металла, что способствует его эрозии. Одновременно под действием бомбарднруюшнх ионов поверхность мешала молит нагреваться до 750 С, по приводит к десорбцни газов и диссоциации оксидов на поверхности металла и даже удаленшо юзов из поверхностных слоев металла.
Деталь нли группа деталей размещаются на катоде установки, и при давлении 10 0,1 Па, напряжении 0,2 - 7 кВ, плотности тока 0,5 мА/смз зажигается тлеющий разряд. При ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ И ТЕХНОХИМИЧЕСКОИ ОБРАБОТКИ 041 2! за плотности тока до 1 мА/смз скорость трашения различных металлов практически линейно зависит от силы тока. Детали из изоляционных материалов (стекло, слюда, керамика) дяя очистки помещаются в пространспю изиду электродами, а металлические детали — на горизонтальных сеточных электродах, изговленных из трудно распьпяемых металлов, например ыюминия, хрома, молибдена. Степень очистки поверхностей зависит от нх конфигурации.
Лучше очищаются поверхности, имеющие ячеиогую структуру, несколъко хуже - имеющие сплошные наружные поверхности. Наличие на поверхноспгх неровностей и отверстий вызывает повышение напряженности поля на этих участках, увеличение скорости снятия металла. Внутренние поверхности и полости очищаются хорошо в тех случаях, коша возникает эффект "полого" катода. Очистка поверхностей от жировьш загрязнений зависит от парциального давления кислорода в взхуумной камере. При повышенном содержании кислорода ускоряются окисление и возгонка жиров, а тщсже уменьшается полимеризация жировой пленки, которая образуется при бомбардщювке жировых загрязнений медленными частицами с энергией, недостаточной для разрыва связей между радикалами н образования летучих бескислоРодных соединений.
Полимеризоваиные пленки щшяются диэлектриками и быстро заряжакпся, создавая на поверхности объемный заряд, отталкивающий набегающие частицы, что приводит к резкому снижению эффективности очистки и возрастанию толщины пленки до нескольких монослоев. Зто особенно прояви- ется при мягких режимах очистки, когда нежелательно стравливание дюкс незначительных слоев металла. Для уменьшения вероятности образования полимер изо ванных пленок необходимо перед ионной бомбардировкой производить более тщательную промывку деталей. Методы контроля качества а о чистки. Наличие на поверхностях деталей загрязнений определяют различными физическими и физико-химическими методами контроля с чувствительностью 10-ь- 10 'з г/смз. Метод смачивання очищенной поверхности водой (окунание в чистую воду, распыление чистой холодной воды, выдержка в парах воды и др.) обеспечивает чувствительность обнаружения Эатрязнений 10-е - 10 з г/смз.
Чистая поверкность хорошо смачивается водой, и на ней образуегся сплошная пленка„на всей поверхности коэффициент отр акен ия одинаков. При наличии на поверхности загрязнений вода нс образует оплошной пленки. Метод, основанный на определении коэффициента трения очищенных деталей, за- юпочается в том, что у очищенных поверхностей его значение меньше, чем у поверхности, на которой присутствует загрязнение. Чувствительность метода 10 ь - 10 э г/смз. Чистоту поверхности мо:кно контролировать путем измерения коэффициента аджзии индия к контролируемой поверхности. Масс-спекгрометрнческий метод может быть реализован при десорбции молекул с поверхности исследуемого образца в вакуумной измерительной системе с анализатором. Зтот метод позволяет определить зщрязнения иа поверхности детали с чувствительностью 10 з - 10 1з г/смт.
Методы химической ечистви стекла. Одним из важных свойств стекла, используемых при изпзтовлении элементов ЗВП, является его низкая электропроводность. При 20 'С электропроводносп стекла определяется его поверхностной проводимосп ю, которал зависит от толщины присутствующей на поверхно- сти адсорбированной водяной пленки. В зависимости от толщины пленки поверхностная электропроводность на два порядка может снизить удельное сопротивление стекла. Механизм попадания воды на поверхность стекла и в приповерхностные слои раз- пичем. На открытом воздухе при относительной влажности 80 % на поверхности стеюга сорбируегся более 10 мономолекулярных слоев водяного пара, а при относительной влажности 100 % толщина пленки достигает 90 и более слоев.
Проникновение влаги в приповерхностный слой интенсифнцируется после трашения стекла в агрессивных средах. Водяной слой, образованный на поверхности стекла при длительном пребывании на воздухе, не удается удалить даже при давлении 10 з Па. И только прогрев при этом давлении и темпеРатуре 300 - 400 'С в течение 2 - 4 ч позволяет удалить с поверхности едсорбированные слои воды. Поверхносппи электропроводность повышается в результате наличия не только во- дяного слоя, но и загрязнений на поверхности. Например, после прикосновения руками к кварцевым изоляторам нх изоляционные свойства в вакууме существенно снижаются.
Наличие воды на поверхности стекла сопровождается протеканием различных химичеоких реакций. Вода соединяется с составной частью стекла - силикатом калия КзГИОз и образует щелочь КОН и диоксид кремния ГИО. П(вночь с упгекислым газом СОз атмосферы образует углекислую соль КзСОз в виде матового налета на поверхности стекла и воду.
Их называют "рззьеды" или "выветривание стекла. Стекло с "разъедами" имеет пониженную механическую прочность, плохую термостойкость, обладает повышенным газоотделением и салонно к электрическим пробоям и уючхам. 642 Глава 7.1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАПЕЙ ЗЛЕКТРОВАКУУМВЫХ ПРИБОРОВ В процессе изпповления стекэооболочек их поверхности загрязняютсл. При варке стекла и формообразовании стеюгодепши в приповерхностных слоях могут появляться пузырьки, микротрещины и неровности.
При механической обработке на поверхности стекла пояюшются жировые загрязнения, а при хранении и транспортировании - пыль и сорбированные из атмосферы шзы и пары. Пары щелочных металлов, восстанавливая диокгид кремния до свободного состояния окрашивают стекло в черный цвет. В црисугстнии примеси железа стекло приобретает коричневый оттенок. Восстанавливающее действие паров щелочных металлов на промежуточный оксндный слой в месте спал стекла с металлом вызьшает разрушение сная и нарушение герметичности. Основное влияние на эксплуатационные характеристики кинескопов оказывают чистота и качество подготовки его поверхности, от чего зависят адгезия покрытий, количество выделяемых газов и их отравляющее действие на катоды, электрическое сопротивление, термостойкость, механическая прочносп .
Одной из причин появления дефектов на поверхности стеклянных деталей ЭВП, ухудшающих работоспособность прибора, могут быль неправильно выбранные режимы очистки. Технология химической очистки стекло- деталей и рецептура моющих распюров различна. Это связано с особенностями реализации технологических процессов и рядом щэугих факторов. При химической очиспсе стеюшнных деталей удаляются загрязнения как с поверхности детали, так и из приповерхностных слоев стекла в результате нх растворения. Вмбор распора дяя очиспси зависит от химической стойкости стенла и химической активности растворителя и его паров.
По химической стойкости стекла делятся на пять классов. Самые стойкие стекла С37-1, С47-1 относятся к первому классу, наименее сюйкие стекла С52-1, С48-1 - к нагому кяассу. Используемые юш химической чистки стекол реамнты отличаются различной химической активностью, по степеци снюкения активности юаимодейстния со стеклом оии образуют ряд: плавиковая кислота, бифторюг аммония, фосфорная кислота, растворы щелочей, растворы карбонатов, вода.
Химически стойкие стекла обычно очищаются в плавиковой кислоте, бифториде аммония или парах этих веществ. При взаимодействии планиковой кислоты со стеклом происходит следующая реакция: 2)(азЯОэ + 12НЕ = = )Чазйра + 2НаЕ + Яга + 6НэО, Вместе с растворенным поверхностным слоем удаляются частицы эагрязнеизи. В зависимости от длительности обработки и температуры раствора, кроме химической чистки, можно осущестюшть специальную обработку поверхностного слоя стеклянной детали кнк яля повышения ее шероховатости с целью увеличения аягнэии наносимых на нее слоев, так и лля улучшения механической прочности эа счет устранения различных дефектов в приповерхностных слоях стекла. При использовании плавиковой кислоты необходимо, чтобы ее коицентрацця не превышюга 10 %, а также следить за удалением ее следов с поверхности стекла после промьпхи.
С целью удаления следов плавиковой кислоты с поверхности сгекла оно подвергается специальной обработке. Сначала производится отмывание в холодной (18 - 20 С) нодопронодной воде, так как холодная вода растворяет плавиковую кислоту лучше, чем горячая. Затем выполняется обработка поверхности в щелочном растворе, содержащем 100 г/л едкого кали, 30 - 50 г/л тринаэрийфосфата и 3 - 5 г/л ПАВ (например сиитанола). Синтанол облалает хорошими обезжиривающими характеристюами и в отличие от других ПАВ (ОП-7 и ОП-10) легко смывается и не образует поверхностных пленение которые прн термическом раэлохении могут "отраыпь" катоды.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
